自然電波を利用した地球近傍プラズマ空間のグローバルセンシング法の開発

利用自然无线电波开发近地等离子体空间全球传感方法

• 批准号: 15760298
• 负责人: 笠原 禎也
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760298/
• 关键词: 磁気圏電子密度分布; ホイスラー波; 科学衛星; トモグラフィー; パターン認識; レイトレイシング; 宇宙プラズマ; 逆問題

宇宙プラズマ環境の衛星観測や理論・シミュレーションによるモデリングなど種々の研究がすすめられているが、従来の磁気圏観測は衛星を現場に送り込み、「その場(in situ)」を直接計測する形態が主で、磁気圏全体の巨視的な変動の把握が困難であった。本申請課題では、申請者らによって提案された確率差分方程式に基づく「柔軟な」モデルを用い、自然電波の特性からプラズマ圏の電子密度分布を求めるリモートセンシング法を研究・開発した。本研究課題2年目(最終年度)に当たる今年度は、下記の項目について研究を進め、以下の成果を得た。(1)雷起源の自然電波であるホイスラー波の自動検出アルゴリズムの開発テンプレートマッチング法の導入により、ホイスラー波の分散値を高速かつ高精度に推定する手法を開発した。さらに、ノンダクト伝搬・マルチパス伝搬の効果によって、一次近似表現できないホイスラスペクトルも、高速走査法を導入することで定量化することに成功した。(2)あけぼの実観測データに対する応用あけぼの広帯域受信器のデータに開発アルゴリズムを適用し、一軌道に渡るホイスラ波の分散値の空間変化特性を明らかにした。さらに前述の提案アルゴリズムが、十分に衛星上でリアルタイム処理可能な計算量であることも示した。(3)ホイスラの分散値から電子密度の空間分布を求めるアルゴリズムの検討計算機シミュレーションによって、プラズマ圏内を伝搬するホイスラ波の分散値から、プラズマ圏内の電子密度の空間分布が一意に決定できることを証明した。さらにあけぼの衛星の実観測データを使って、数例について実際に電子密度の空間分布推定を行なった。

The satellite measurement theory of the universe environment is difficult to understand and control the behavior of the entire magnetic field. The subject of the present application is to study and develop a method for determining the electron density distribution of a natural wave based on a differential equation for determining the accuracy of the proposed equation. This research project has been carried out for two years (final year), and the following achievements have been made. (1)The automatic detection of natural radio waves of lightning origin and the development of methods for the dispersion of radio waves at high speed and high accuracy The first approximation of the results was introduced to quantify the results of the high-speed search method. (2)The application of real-time monitoring data to the development of an all-in-one array of data for wide-area receivers has made it clear that the spatial variation of the dispersion value of electromagnetic waves traveling on a track. In addition, the above proposal is based on the calculation amount of satellite data. (3)The spatial distribution of the electron density in the range of the scattering value of the electron wave is determined. In addition, the spatial distribution of electron density can be estimated in several cases.

项目成果

大規模な科学データベースの構築と効率的なデータ検索配信システムの開発

大型科学数据库建设及高效数据检索与分发系统开发

• 发表时间: 2004
• 期刊: 学術情報処理研究 8
• 作者: Kazuyo Sakanoi;Yoshitaka Goto;高田 良宏
• 通讯作者: 高田 良宏

An Inversion Technique of the Plasmaspheric Electron Density Estimation Based on Propagation Characteristics of Whistler Mode Wave

基于Whistler模式波传播特性的等离子体层电子密度反演技术

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc. Int. Symp. on Antennas and Propagation 1E2-2
• 作者: Kazuyo Sakanoi;Yoshitaka Goto
• 通讯作者: Yoshitaka Goto

A Possible Generation Mechanism of Temporal and Spatial Structures of Flickering Aurora

闪烁极光时空结构的一种可能的生成机制

• 发表时间: 2005
• 期刊: J. Geophys. Res. (印刷中)
• 作者: Kazuyo Sakanoi

Whistler Mode Chorus Observed around the Plasmapause during Magnetic Storms

磁暴期间在等离子层顶周围观察到的惠斯勒模式合唱

• 发表时间: 2004
• 期刊: Frontiers of Magnetospheric Physics, COSPAR Colloquia Series 16
• 作者: Kazuyo Sakanoi;Yoshitaka Goto;高田 良宏;Yoshiya Kasahara
• 通讯作者: Yoshiya Kasahara

秋元陽介: "あけぼの衛星のデータベースを用いたプラズマ波動スペクトルの自動分類法"電子情報通信学会論文誌. J86D-2・5. 598-607 (2003)

秋元洋介：“使用曙卫星数据库的等离子体波谱的自动分类方法”电子信息通信工程师学会学报J86D-2·5（2003年）。